JPH01259682A - スローモーション・テレビジョン画像の発生方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスローモーション・テレビジョン画像を形成す
るための方法および装置に関する。

テレビジョン画像はそれぞれ２つの飛越しフィールドよ
りなる離散ビデオ・フレームを表示することによって発
生される。フィールド周波数は交流電源の周波数に通常
ロックされており、従って、米国のＮＴＳＣ方式は毎秒
６０個のフィールド（３０個のフレーム）を表示し、ヨ
ーロッパのＰＡＬ方式は毎秒５０個のフィールド（２５
個のフレーム）を表示する。各ラインおよびフィールド
を識別するためには、ビデオ・データのほかに、同期信
号も必要とされる。従って、従来のテレビジョン受像機
はフィールド同３ＵＩ信号を毎秒５０〜６０回（これを
本明細書では放送速度と呼ぶ）必要とする。

テレビジョン画像をスローモーションで示す場合の問題
点は、テレビジョン受像機が放送速度でビデオ・フレー
ム・データを受信しなければならない点である。この要
件を満足する公知の方式は各フレームを１回よりも多く
示すことによって動作するものであり、従ってビデオ映
像のシーケンスは、記録内容を半分の速度で再生し、フ
レーム記憶器に各フレームを書き込み、そしてフレーム
記憶器から放送速度で２同各フレームを読み出すことに
よって半分の速度で示されうる。しかし、この公知の方
式における問題点は運動の幻影が早急に失われ、映像は
時間的に連続していない離散的な画像として見える点で
ある。

本発明の目的はスローモーション・テレビジョン画像を
発生するための改良された方式を提供することである。

本発明の１つの態様によれば、一連のｎ個のビデオ入力
フレームを放送速度より遅い速度で受取り、第１のフレ
ームの減少割合を第２の増加割合と結合して予め定めら
れた複数（ｘ）の出力フレ−ムを放送速度で発生する１
つのサイクルを実行し、前記サイクルを、第２フレーム
、第３フレームーー−−・に対し、このサイクルが第ｎ
−１フレームおよび第ｎフレームに対して実行されるま
で、反復することを特徴とする、スローモーション・テ
レビジョン画像の発生方法が提供される。

従って、本発明の第１の態様によれば、原人カシーケン
スにおけるフレームの各隣接対から複数の出力フレーム
が発生される。このようにして、出カンーケンスは入力
フレームと同一のフレームに含みうるが、任意の付方ｎ
的な中間フレームはそれら２つのフレームの配分を変え
たものよりなるであろう。従って、移動物体を写す場合
には、各出力フレームはユニークなものとなり、運動の
幻影を改修する。

映像がスローダウン（ｓｌｏｗｅｄ　ｄｏｗｎ）される
程度は、各サイクル時に発生されるフレームの数が計算
される手動で選択可能な減速係数によって制御されるこ
とが好ましい。前記減速係数は、入力フレームの各隣接
対に対して２つの中間出力フレームが発生される１／３
の係数で開始する範囲から選択されることが好ましい。

本発明の第２の態様にれば、一連のｎ個のビデオ入力フ
レームを放送速度より遅い速度で処理手段に供給する手
段を具備し、 前記処理手段が第１のフレームの減少割合を第２のフレ
ームの増加割合と結合して複数（ｘ）の出力フレームを
放送速度で発生する１つのサイクルを実行し、第２およ
び第３のフレームに対して前記サイクルを反復し、Ｘ個
の出力フレームが入力フレームｎ−１およびｎがら発生
されるまで新しい入力フレームに対して前記サイクルを
反復し続けるようになされていることを特徴とするスロ
ーモーション・テレビジョン画像発生装置が提供される
。

この４Ａ置は、選択された係数に応答して機械的な記憶
装置の速度を制御するための手段を具備することが好ま
しい。

以下図面を参照して本発明の実施例につき説明しよう。

テレビジョン画像を記録しかつそれらのスローモーショ
ンで再生するための装置が第１図に示されている。成分
アナログビデオ信号（すなわち輝度値（ｌｕｍｉｎａｎ
ｃｅ　ｖａｌｕｅ）と２つの色差成分を有する）がカメ
ラまたは同様のビデオソースによって発生され、ビデオ
テープレコーダ２０に供給される。再生時には、このビ
デオ信号は、速度制御データが制御ユニット２２から供
給されなければ、通常の速度でビデオ処理ユニット２１
に供給される。

テープレコーダ２０は、正確な速度制御を可能にするサ
ーボ駆動モータによって駆動される。テープは、予め定
められた一定の周波数の信号を記録された基準トラック
を有しており、その周波数が機械内で発生された基準信
号の周波数と比較され、それらの差が誤差信号を生じ、
この誤差信号が駆動モータの速度を制御する。このよう
にして、制御ユニット２２からレコーダ２０に速度制御
データを供給することの効果は内部で発生される基準信
号を調節することである。

オペレータ制御はキーボード２３および制御ユニット２
２とインタフェースされた視覚表示ユニット２４によっ
て行われる。そのキーボードは「スローモーション」動
作モードを選択するためおよび減速係数を定義するため
に用いられる。機械を動作させるように指令するコマン
ド（キーボード２３からの）に応答して、制御信号がテ
ープレコーダ２０と処理ユニット２１に供給される。

処理ユニット２１はアナログ・ディジタル変換器２５を
具備しており、このアナログ・ディジタル変換器２５は
、テープレコーダから供給されたアナログ成分をサンプ
リングして４：２：２デイジタル標準に合致したディジ
タル・ビデオ信号を発生するようになされており、すな
わち輝度が１３．５ＭＨｚでサンプリングされ、各サン
プリングにつき８ビツトが発生されるようになされてい
る。変換器２５はまたビデオ入力から同期信号を取り出
し、アドレス回路２６に供給する。変換器２５からのビ
デオデータの各フレームが入力フレーム記憶器セレクタ
３０を介して３つのフレーム記憶器２７．２Ｂ、２９の
うちの１つに書き込まれる。この場゛合、その選択は制
御ユニット２２によって制御される。フレーム記憶器２
７〜２９に対するビデオデータの書込みおよびこれらの
フレーム記（２器からのデータの読出しは、バス３１を
通じてアドレス信号を供給するアドレス回路２６によっ
て制？ｆｆ１ｌされる。アドレス回路２６は、どの記憶
器をどのような速度でアドレスずべきかをそれに指令す
る制御回路２２からの制御信号を受取り、この場合、そ
れらの記憶器はスローモーション動作時に、それらの記
憶器から読出される速度より遅い速度で書込まれる。

この装置は入力フレームの各隣接対から放送速度で複数
の出力フレームを発生するようになされている。各隣接
対に対する手法は実質的に同一であり（減速係数が一定
であると仮定して）、それが１サイクルと呼ばれる。各
サイクルに対して、２つのフレーム記憶器が並列にアド
レスされ、それから読出されたピクセル値が出力フレー
ム記憶器セレクタ３２に供給される。３つの記憶器が設
けられ、それらのうちの２つの記憶器が放送速度で読出
されているあいだに１つの記憶器が書込まれうるように
なされている。

ビデオ入力シーケンスの任意の時点において、フレーム
ｌ＋２が再生されかつ例えば変換器２５を介してフレー
ム記憶器２９に書込まれていると仮定する。フレームｉ
には２サイクル前に書込まれ、ＱＭｔのサイクル時にフ
レームｉ＋ｌがフレーム記憶器２８に書込まれた。アド
レス回路２６は、フレームｉ＋２を書込むことに加えて
、この時点においてそれぞれフレーム記憶器２７および
２８からフレーム１および１＋１を読出すようにもなさ
れている。従って、出力フレーム記憶器セレクタはフレ
ーム記憶器２７　（フレームｉを含む）からの出力を降
順掛算器３３に供給し、フレーム記（Ｑ器２８　（フレ
ームｉ＋１）からの出力を昇順掛算器３４に供給するよ
うになされている。次のサイクルにおいて、フレームｉ
がフレーム１＋３によってオーバーライドされ、フレー
ムｉ＋２が再び続出され（しかしこの場合にはセレクタ
３２はこのフレームを降順掛ｎ器２３に供給する）、そ
の間に、フレームｉ＋２（記４２２３２９からの）が昇
順掛算器３４に供給される。このようにして各フレーム
記’Ｉｆ１２Ｓが連続的に３サイクルを反復し、これら
のサイクルにおいて各フレーム記憶器は最初のサイクル
のあいだ放送速度より低い速度でフレーム・データを受
取り、２番目のサイクルのあいだ昇順掛算器３４にデー
タを供給し、そして３番目のサイクルのあいだ降順掛算
器３３にデータを供給する。

掛算器３３および３４はそれらの他の入力が降順または
昇順ディジタル・ランプを受取るのでそれぞれ降順、昇
順と呼ばれている。前記ランプにおけるレヘルの数は選
択された減速係数に依存するが、降順掛算器に供給され
る値（１−ｋ）は常に昇順掛算器に供給される値（ｋ）
の逆数である。

さらに、各サイクルにつき、ｋは常に値ゼロからはじま
り、それに対して出力フレームが発生される。スローモ
ーションはｋがゼロと１との間の値を有する中間フレー
ムを発生ずることによって生ずる。

掛算器３３および３４は各動作サイクルに対してそれら
の各フレームからのビクセルにｌ−におよびｋを掛算す
る。それらの各フレームにおける同様の位置からの各ビ
クセル対が加算器３５によって結合され、そしてその結
果生じたディジタル・フレームがディジタル・アナログ
変換器３６によってアナログ信号に変換される。変換器
３６は放送速度のフレームを有する出力ビデオ信号を与
えるために同期信号を付加する。制御ユニット２２によ
ってプログラムされたランプ発生器からディジタル・ラ
ンプが掛算器に供給される。

通常の速度の１１５で動作している場合の１サイクルを
示す第２図を参照して第１図に示された装置の動作につ
いて説明する。表示ユニット２４に表示されたプロンプ
トに応答して、オペレータがスローモーション動作モー
ドを選択し、減速係ｐｘを入れる。この場合Ｘは１１５
に等しい。次にテープレコーダ２０にテープが装着され
ているか、テープは巻き戻されでいるか等について石育
認するためのチエツクがなされ、その後で、機械の準備
が整ったことを表示ユニットがオペレータに指示する。

キーボード２３を介して機械にｒＲＵＮＪを指令すると
、制御ユニットがテープレコーダ２０の速度制御、アド
レス回路２６およびディジタル・ランプ発生器３７を１
１５城速に該当するデータでもってプログラムする。

テープレコーダはそれの内部基準速度の周波数が通常動
作の周波数の１１５に低下されるようにプログラムされ
る。この場合、駆動モータは通常速度の１１５で動作し
、ビデオフレームの人力シーケンスが放送速度の１１５
で変換器２５に供給される。最初のフレームのディジタ
ル・ピクセルはアドレス回路２６の制御のもとて入力フ
レーム記憶器セレクタ３０を介してフレーム記ｊｆＪ器
２７に書込まれる。２番目のフレームはフレーム記憶器
２８に書込まれ、次に３番目のフレームがフレーム記憶
器２９に書込まれ、３番目のサイクルが開始してはじめ
て、最初の出力フレームが発生されうる。

３番目のサイクルの開始により、アドレス回路が放送速
度の１１５で記憶器２９をアドレスしくフレーム３の書
込みを行うために）そして通常の放送速度でフレーム記
憶器２７．２８をアドレスする。このようにして、フレ
ーム３が記憶器２９に書込まれているあいだに、記憶器
２７および２８からフレーム１および２が５回読出され
る。このことが第２図に概略的に示されている。なお、
第２図では、掛算器３３．３４および加算器３５はブロ
ック４０で示されている。

ランプ発生器は間隔の等しい５つのレベルを有するラン
プを発生するようにプログラムされている。すなわち、
ｋの値はランプにわたって直線的に増加する。この発生
器はｋの値を計算するようになされてもよくあるいはそ
の値が制御ユニット２２によって計算され、ランプ発生
器にダウンロードされてもよい。フレーム２７．２８が
続出されているときに、フレーム１が降順掛算器３３に
供給され、各ピクセル値にｌ−ｋを掛算される。

同様に、フレーム２からのビクセル（１ｒＪにもそれぞ
れ昇順掛算器でｋを掛算される。

減速係数が１１５である場合には、各サイクルが第２図
で数字１〜５で示された５つの出力フレームを発生する
。フレーム１では、ｋ＝０およびに一１＝１であり、従
ってこのフレームは入力シーケンスの最初のフレームと
同じである。フレーム２では、ｋ＝ｏ、２　（１−に＝
０．８）　、フレーム３ではに＝０．４、フレーム４で
はｋ　＝　０．６、最後にフレーム５ではに＝０．８で
ある。次のフレームはに＝１とすることによって発生さ
れうるが、このフレームは次のサイクルの開始から発生
され、そのフレーム・データが昇順掛算器に供給され、
１−に＝０から出力が発生される。

【図面の簡単な説明】

第１図しまテレビジョン画像を発生しかつそれをスロー
モーションで再生するための装置を示すブロック図、第
２図は第１図の装置が記録された入力フレームから出力
フレームを生ずるＢ様を示す説明図である。 図面において、２０はビデオテープレコーダ、２１はビ
デオ処理ユニット、２２は制御ユニット、２３はキーボ
ード、２４は表示ユニット、２５はアナログ・ディジタ
ル変換器、２６はアドレス回路、２７．２８．２９はフ
レーム記憶器、３０はフレーム記憶器セレクタ、３１は
バス、３２はセレクタ、３３は降順掛算器、３４は昇順
掛算器、３５は７ＪＩＩ）Ｚ器、３６はディジタル・ア
ナログ変換器をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一連のｎ個のビデオ入力フレームを放送速度より遅
   い速度で受取り、第１のフレームの減少割合を第２の増
   加割合と結合して予め定められた複数（ｘ）の出力フレ
   ームを放送速度で発生する１つのサイクルを実行し、前
   記サイクルを、第２フレーム、第３フレーム……に対し
   、このサイクルが第ｎ−１フレームおよび第ｎフレーム
   に対して実行されるまで、反復することを特徴とする、
   スローモーション・テレビジョン画像の発生方法。 ２、減速係数が手動で選択可能であり、かつ各サイクル
   時に発生されるフレームの数（ｘ）が前記係数から計算
   されることを特徴とする請求項１の方法。 ３、選択可能な減速係数の範囲が１／３の係数からはじ
   まり、２つの中間出力フレームが入力フレームの各隣接
   対から発生されることを特徴とする請求項１の方法。 ４、前記一連の入力フレームが機械的に移動する媒体に
   記憶され、かつこの媒体の速度が前記係数に応答して制
   御されることを特徴とする請求項２の方法。 ５、前記フレームの割合がサイクル当りのフレーム数（
   １／ｘ）に対して１の間隔で直線的に増加および減少さ
   れることを特徴とする請求項１の方法。 ６、一連のｎ個のビデオ入力フレームを放送速度より遅
   い速度で処理手段に供給する手段を具備し、 前記処理手段が第１のフレームの減少割合を第２のフレ
   ームの増加割合と結合して複数（ｘ）の出力フレームを
   放送速度で発生する１つのサイクルを実行し、第２およ
   び第３のフレームに対して前記サイクルを反復し、ｘ個
   の出力フレームが入力フレームｎ−１およびｎから発生
   されるまで新しい入力フレームに対して前記サイクルを
   反復し続けるようになされていることを特徴とするスロ
   ーモーション・テレビジョン画像発生装置。 ７、各サイクル時に発生されるフレーム数（ｘ）がそれ
   から計算される減速係数を手動で選択するための手段を
   具備した請求項６の装置。 ８、選択可能な減速係数の範囲が１／３の係数からはじ
   まり、入力フレームの各隣接対から２つの中間出力フレ
   ームが発生されることを特徴とする請求項７の装置。 ９、前記選択された係数に応答して機械的記憶装置の速
   度を制御する手段を特徴とする請求項７の装置。 １０、フレームをディジタル的にコード化されたピクセ
   ルとして記憶する記憶手段を具備しており、第１のフレ
   ームの減少割合が第２のフレームの増加割合とピクセル
   毎に増加段階で結合されるようになされていることを特
   徴とする請求項６の装置。 １１、増加係数（ｋ）の値をゼロと１との間の範囲で計
   算する手段と、減少係数（１−ｋ）の値を計算する手段
   と、第１のフレームのピクセル値にそれの各減少係数を
   掛算する手段と、第２のフレームのピクセル値にそれの
   各増加係数を掛算する手段と、前記掛算のそれぞれの結
   果をピクセル毎に結合して出力ピクセルを発生する手段
   を具備することを特徴とする請求項１０の装置。 １２、一連のビデオ・フレームを記憶するためのビデオ
   テープレコーダ（２０）と、処理ユニット（２１）と、
   減速係数を選択するための手動で動作可能な手段（２３
   ）と、一連のビデオ・フレームが放送速度より遅い速度
   で前記処理ユニットに供給されるように前記選択された
   係数に応答して前記テープレコーダ（２０）の速度を制
   御する手段を具備しており、前記処理ユニット（２１）
   は、第１のフレームの減少割合を第２のフレームの増加
   割合とピクセル毎に結合し、前記選択された係数に応答
   して複数の出力フレームを放送速度で発生する１つのサ
   イクルを実行し、第２および第３のフレームに対して前
   記サイクルを反復し、所要の数のフレームが第ｎ−１の
   入力フレームおよび第ｎの入力フレームから発生される
   まで前記テープレコーダからの新しいフレームに対して
   前記サイクルを反復し続けるようになされていることを
   特徴とするスローモーション・テレビジョン画像発生装
   置。